融合创新 智能引领
凝聚制造业新核心价值
——国电联合动力技术有限公司产业“智造”转型纪实
安栋平 冯义军
“这是联合动力生产的一台风机，看似与往常的产品没有什么不同，但在制造这台风机时，关键性工序完全实现了智能制造。”在国电联合动力技术有限公司（以下简称：联合动力）连云港生产基地，工作人员向记者介绍了该公司智能制造的开展情况。
近年来，高端装备制造业正向智能制造迈进，作为我国风电装备制造行业的引领者，联合动力积极践行国家能源集团科技创新行动计划，把智能制造作为牵引产业转型的“牛鼻子”，吹响了“创新联合动力”的集结号，率先开辟“风电制造工业4.0”实践阵地，重点研究开发智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的方法，实现从“制造”到“智造”的转型跨越。
智能化与自主管理—偏航工段工作人员利用风机智能翻转平台翻转机架，解决大件翻转安全隐患。王飞 摄
智能装配 打造“发展之基”
风电制造业，是一个绿色产业与装备制造业相结合的、年轻的新能源行业。
在新一代工业革命浪潮的冲击下，风电制造业应该如何应对并实现智能转型呢？
联合动力在不断探索中前行
在联合动力连云港公司的整机车间和叶片车间，记者感受到了“智能制造”带来的改变。
这里有在行业内领先的传动链智能化装配平台。操作人员通过控制台，即可操作整个装配过程，取代以前靠行车和人工经验的操作方式，提高生产效率，保障人员安全。
联合动力连云港公司负责人告诉记者，传统的对接装配工艺均依靠行车辅助，通过人工测量装配间隙来实现主轴与齿轮箱的对接，对操作人员的经验要求极高，稍有不慎，极易造成主轴与齿轮箱连接部位的划伤，造成零部件二次返工，且由于主轴受行车位置所限，增加了装配过程中高空坠落和脱钩发生的概率，威胁人身安全。
“传动链智能化装配平台采用模块化控制器及高精度传感器，数据每秒被采集和运算100次以上，主轴轴端与齿轮箱输入轴套的配合精度控制在0.02毫米以内。”该公司负责人表示。
不仅如此，传动链智能化装配平台的另一大亮点是人机交互能力强，工作人员只需触屏操作即可，平台还具备数据监控、报表上传及就地打印功能。主轴与齿轮箱自动对中、对接缩短生产周期，降低安全风险，提高对中精度。
风电机组上的螺栓规格和数量众多,M30以上规格的高强螺栓,是风电机组基础、塔筒、机舱、轮毂、叶片之间连接的关键部件,螺栓紧固后预紧力值的大小及预紧力的分散度,直接影响到整台风力发电机组的运行安全。
记者在整机车间发现了变桨轴承和偏航轴承锁紧装置，整个装配过程，无需人工介入操作，全部由装置自动完成，操作人员使用遥控器操作即可；装置采用多把扭矩扳手同时进行作业，极大提升生产效率，且由于均布锁紧，保证了螺栓锁紧的工艺技术要求，提升螺栓锁紧质量。
效果是显而易见的，以轮毂变桨轴承螺栓打力矩这项工序为例，以往需要4个人花5个小时才能完成的工作，现在只需要1个人2.5个小时即可完成，效率提升700%。
不得不提的还有“机架自动翻转装置”。传统的机架翻转主要依靠行车作业，人员安全无法得到保障，一直是威胁作业人员人身安全的一大隐患，“机架自动翻转装置”采用角度传感器快速反馈翻转速度和翻转角度，使翻转过程稳定、可靠。同时具有触摸屏式操作界面，使得原来借助行车等重型设备完成的操作，只需触屏操作就能完成，并且具有故障报警和数据远程传输功能，极大地提升了该工序的安全系数。
一批智能化装置的研发和投入使用，不仅提高了生产效率，还使风机质量大幅提升。记者拿到的数据显示，2017年，联合动力在运机组的故障率为0.015次/台天，处于行业领先水平。
“智能制造是当前世界工业发展的总趋势、大方向。联合动力希望能抓住这一历史机遇，以智能化推动制造业升级，在有效提升生产效率的同时，谋求产品的高质量。”联合动力相关负责人表示。
深度集成 凝聚“蜕变之魂”
近年来，我国风电行业在智能制造的背景下不断蜕变与创新，智能化、信息化、大数据、云计算的理念也迅速融入风电建设的各个环节。
联合动力连云港公司负责人告诉记者，经过长期的探索，联合动力在行业内率先研制完成了偏航轴承自动锁紧装置、机架自动翻转装置、传动链智能化装配平台等多项整机智能设备，还先后启用了叶片根部打磨全自动数控机床、全自动车载手糊树脂混配车、二维码信息管理系统等智能自动化装配。
“这些智能设备的应用、降低粉尘噪音等对人体造成的职业危害，以及减少大型设备吊装带来的人员伤害风险，增强作业安全，提高作业效率，目前基本实现了生产车间智能装配作业。”联合动力连云港公司负责人表示。
更为引入注目的是，生产车间智能装配操作过程中所有数据都可追溯和查询，最大程度地规避质量风险，为质量上的持续改进提供数据支持。
2017年11月，风机信息档案系统在联合动力连云港公司正式上线，实现了大型关键部件和生产材料的原始信息及生产信息的收集与传输，改变了SAP和PMS系统装配部件信息手动录单的现状，提升了工作效率和精准度，也实现了风机信息档案的在线查询、PMS与SAP系统功能扩展和数据对接，做到了信息互联互通，数据共享，为产品质量追溯和监测提供了数据基础。
“联合动力对智能制造的探索，首先从局部部件智能化组装开始，逐步过渡到整体网络化的智慧制造，以提升公司制造能力，从而应对多机型、高效率、高质量、低成本方面的压力与挑战。”联合动力相关负责人告诉记者。
联合动力在探索智能制造的过程中，由点及面，由局部至整体，深度集成，加强产业链协作，力图打造一种基于互联网的智能制造新模式。
相关负责人向记者介绍了这种模式：
一是打通业主需求—工厂制造—部件供应的信息通道，构建数据统一平台，在统一的应用平台上相互交换信息，实现业主需求准确传达、联合动力制造进度可控、供应商部件库存下降目标，有效降低全产业链成本。
二是巩固与深化精益管理内涵。继续推进生产现场标准化建设，推行风机配型制造，在子公司之间开展生产效率、制造费用、质量管理和精益水平四维对标，提升制造环节效益。
三是推进智能制造技术应用。通过在各生产基地总装、叶片、电控柜等生产过程实施智能化、数字化改造，实现生产过程的实时监测、质量控制、调度优化。
四是实施风机关键部件二维码信息化。开展基于二维码的物料管理、产品追溯档案和电子板块实践活动。
“联合动力今年将完成设备信息的数据采集和数据网络端口建设，到年底基本实现生产装备的智能化和网络化升级。”联合动力连云港公司负责人强调。
剑指创新 破解“动力之源”
惟改革者进，惟创新者强，惟改革创新者胜。联合动力推进智能制造成绩亮眼。
2017年，联合动力获得国家科技进步二等奖，成为风电装备制造业首批获此殊荣的企业。
2017年，联合动力自主研发制造的风电机组，完成我国出口海外最大的单体项目龙源南非德阿24.45万千瓦项目的实施，通过了全球最严格的欧洲并网标准验证。
2017年，联合动力高标准完成了珠海桂山项目实施，首创多项工艺技术，实现了真正意义上的离岸海上项目零的突破。
2018年3月31日，联合动力自主研发的应用270度电动变桨技术和水下视频技术的300千瓦海洋潮流能发电机组成功下海，并顺利并网发电运行。这是世界首台应用270度变桨技术，标志着双向海流能量高效捕获的潮流能发电机组研发成功。
……
亮眼成绩的背后，完善的科技创新研发、应用和推广体系，成为联合动力发展智能制造的动力源泉。
据介绍，联合动力拥有风电设备及控制和国家能源潮汐海洋能发电技术两个国家级重点实验室，另外拥有北京市、江苏省、内蒙古自治区等地八个省部级科研平台。这些国家级、省部级的研发平台成为磁铁，吸引了四面八方的人才。据了解，联合动力拥有300余人的高水平研发队伍，其中，一名专家入选国家百千万人才工程。
创新要发展，文化是土壤
联合动力把创新文化建设作为一项基础性工作来抓，营造敢为人先的工作氛围，重视创新试错的探索价值，动员全员发明、创新，形成联合动力创新文化。
在联合动力连云港公司高大、明亮的厂房里，一块块“智能制造持续改进项目展板”记录着每项智能改造项目的产生过程，也是联合动力创新文化的一个缩影。记者发现，展板上，项目所在工序、智能改造内容、改善前后对比等清晰罗列，而这些改进项目的提出者多是一线员工，有些项目甚至经过了数十次的改造升级。
据记者了解，为了积极动员全员参与发明、创新活动，2017年，联合动力共布置了108个质量控制课题，节约工时5882小时，改进成果获全国二等奖2个、三等奖2个，荣获“全国优秀质量管理”称号。
联合动力相关负责人告诉记者，基于为这些人才创造良好发展环境的考虑，联合动力十分注重激励机制和培训体系的搭建，已经制定了以科技项目奖、科技成果转化奖、科技创新成果奖、总经理奖组成的“四奖励一考核”机制，并深入推进技术要素参与收益分配，给予项目参与人员专项奖励；仅2017年就组织了1458人次的培训学习讲座，培养中级工程师34人和高级工程师15人，累计拥有专利696项，其中发明专利184项，累计获得重要科技奖项65项。
科技是引领，全体总动员
联合动力技术创新的活力已经激发，引领风电产业技术发展的底蕴已然汇聚成势。
未来联合动力将如何推进智能制造进一步走向深入，联合动力董事长褚景春给出了答案。“联合动力要实现稳健发展，始终走在行业前列，成为国家能源集团巩固和发展全球第一大风电业务的坚强战略保障，必须把握国家新一轮智能制造变革契机，结合企业实际，脚踏实地推动企业在第二个十年沿着智慧企业建设道路前进。”